Перевод от
rakov.


GPS Tracker для передачи местоположения GPS данных через GSM сеть. Часть №1

Радиолюбительский проект для отправки SMS, содержащих данные GPS навигации на любой GSM или E-Mail адрес. Используемый формат может быть стандартный NMEA ( RMC протоколы ) или HTTP. Последний предназначен только для режима E-Mail и предоставляет непосредственный доступ к GOOGLE Maps, просто кликаньем по тексту принятого сообщения.
Система использует по умолчанию текстовый режим SMS, но для отправки SMS на GSM адрес, также доступна версия программы использующей PDU режим.

Устройство для удаленного получения информации о местоположении в английской речи именуется как "TRACKER". При этом, как правило, оно реализовано на GPS-приемнике, встречается также наименование "GPS-TRACKER".Для передачи навигационной информации к месту обработки (к нам) необходим подходящий радиоканал. При этом сооружение собственной радиосети не подходит по тех. причинам. Таким образом остается в большинстве случаев только использование общественной (GSM) сети. Только таким способом как правило желаемого пространственного покрытия (во всем мире) можно достичь с некоторой надежностью.
Для переноса желаемых данных навигации в пределах сетей принципиально имеются несколько возможностей. Наряду с использованием сервиса SMS также возможно применение каналов передачи данных GSM. В этом случае говорят о CSD (Circuit Switch Data). На основе него при этом через здание постоянная передача данных дает в итоге высокие потери и этот режим работы едва ли играет роль и вытесняется все больше режимом работы GPRS. Последний имеет преимущество – пакетную передачу данных и соответственно высокую достоверность передачи, поэтому мог бы быть подходящим решением. При этом, разумеется, невыгодно, что также еще интернет-сервер дополнительно должен быть. Для простых приложений нетребовательных к качеству переданных данных (например, противокражные системы) SMS оптимальное решение.
Различные GPS-Trackerы предлагаются промышленностью. Имеются системы, которые нуждаются только в одном КПК с устанавленным спец. софтом, данные навигации при этом, как правило, по Bluetooth поступают с GPS-приемника. На них, однако, не будем обращать внимание здесь дальше, так как они, ИМХО, для серьезных приложений не подходят. Нормальный GPS-Tracker в моем понимании это «черный ящик», который после подачи питания начинает работать и не требует дополнительных обслуживающих процессов. Это едва ли могло бы касаться вышеупомянутых решений. Однако, рынок естественно предлагает также подходящие самостоятельные устройства. Их нужно искать в категории цен примерно с 500 евро.
По теме: Самостроительство

Самостроительство Trackerа имеет смысл, если при этом расходы на него менее чем за готовое устройство и, тем не менее, имеет сравнимые параметры. Я занимаюсь несколько лет этой темой и минимум 100 экземпляров
http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...le&article=2098 описанных TRACKBOXов успешно собирались, это позволяет применить ценный полученный опыт в новом проекте. При этом нужно учитывать также произошедшие новые разработки рынка и также в сфере КПК. Так, имеются новые устройства, которые оснащены необходимым для программного управления классическим последовательным интерфейсом. Связь КПК и блока управления например по Bluetooth, здается мне не правильным решением (так как недостаточно надежна в эксплуатации). При долговременном использовании КПК и без того оказались слабым местом. Это связано с тем, что КПК не предназначены для беспрерывной долгой работы. Так же в отношении потребляемой мощности устройства: GPS-приемник, схема управления и GSM-модем ( или КПК ) необходимо немного доработать. Так например, расходовалась энергия в местах преобразования с ТТЛ на RS232 и обратно. Данное наблюдалось в дата-кабелях для КПК. B http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...le&article=2098 уже от преобразования уровней отказались, однако отрицательно то, что при этом требовалась специальная адаптация (соединение) КПК. Подходящие КПК и кабели исчезли с рынка, поэтому, ИМХО, пора о них забыть. Для GPS-Trackerа следует обратить внимание на спец. GSM-модемы. Их преимущество в том, что им нужно всего лишь подключить питание, также они имеют подходящий интерфейс, по которому можно осуществить управление от микроконтроллера.
TRACKBOX2" новый план Trackerа

Как мы уже услышали, GSM-Tracker состоит из 3 основных компонентов: GPS-приемник, включая активную антенну, модем GSM с антенной и электроника управления (микроконтроллер). Существуют модели модемов уже с GPS-приемником. Их производят много фирм, например Siemens, Wavecom или Telit. Мой выбор пал на новоявленную на рынке модель GM862-GPS упомянутого выше производителя (по отношению
http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...e&article=2098). Решающим для этого стала цена и факт, что есть практический опыт работы с подобной моделью без GPS. Проблемой для радиолюбителей в данных модулях может быть очень маленький контактный разъем (50-ти полюсный). Далее будет описано решение проблемы, в частности для этого модуля. Для реализации программного управления Tracker-е можно использовать также внутренние программные возможности использованного модема с находящим применение языком PHYTON. Однако чтобы использовать уже существующие проверенные элементы софта и железа ( и не учить язык Фитон ), от этих возможностей решено было отказаться. Вместо этого вернулся к переделке версии уже существующей платы. Она после соответствующей настройки харда и программного обеспечения вступает в действие снова (смотри внизу). Хотя использованный модуль GSM поддерживает также режим работы GPRS, реализована только версия SMS. Аналогично со старым TRACKBOX-ом в TRACKBOX2 также 2 возможности для инициализации рассылки сообщения:
1: Нажатием клавиши «Сигал тревоги»
2. Высыланием запроса на Tracker.

Версии программного обеспечения
Для TRACKBOX2 существуют 2 разные версии программного обеспечения:

"TB1" Эта версия опирается на уже использованный софт
http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...article=2098der TRACKBOX . При нажатии клавиши или в связи с запросом отправляются при этом SMS-сообщения устанавливаемому пользователем номеру абонента GSM. При этом прибывает содержание протокола NMEA типа "RMC" (или по запросу: "GGA"). Как перейти с SMS к визуализации на онлайн-картах - очень простой способ показан в http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...le&article=2098 Для этого SMS должны идти лишь на принадлежащий номер абонента: +4915156914243. Оценивающий сервер ищет в переданном SMS протоколы NMEA типов RMC и GGA. В успешном случае они показываются после вызова веб-страницы и превращаются в различные форматы необходимые для вызова онлайн-MAP программ.
Для представления переданных позиционных данных достаточно тогда простого нажатия клавиши. Оценка может быть либо для каждого открыта, либо только после ввода пароля происходить.
Другие варианты программ (как напр., E-Mail обработку) нужно брать на сайте фирмы.

"TB2" альтернативно к "TB1" имеется теперь дополнительно также новая версия, при которой SMS будут в (любой) электронный адрес отправлено (смотри внизу). ). При этом данные навигации будут перенесены при этом в непосредственный вызов страниц Google-Map подходящим форматом http. У этого есть большое преимущество, что это хватает к вызову программы карт и визуализации переданных данных щелканьем кнопкой мыши в браузере (например, MS-OUTLOOK) по принятой в сообщении автоматически произведенной гиперссылке (смотри Рис.2). В модеме "GPS GM862", к сожалению, в сравнении с большинством других, при потере контакта со спутником появляется сообщение INVALID (не работает).Для GPS-Tracker это очень неблагоприятно, так как после переноса устройства на новое место с отсутствующей связью теряются последние данные. Это задание решается управляющей программой "TB2". Как только долго сигнал навигации не принимается, происходит запрос последних данных к рассылке из Flash памяти микроконтроллера. Затем их можно визуализировать привычным способом с помощью программы GOOGLE-Maps. Чтобы обозначать их как "недопустимые" или "не актуальные" данные, при этом переданный вместе с данными навигации текст маркера снабдит дополнением "-INV" (для "НЕРАБОТАЕТ" = "НЕДОПУСТИМО").
ПиЭс: Для версии программного обеспечения "TB1" соответствующее программное расширение готовиться.


Рис.2 пример поступившей электронной почты с содержанием данных навигации

Затем можно выбирать между изображением карты, спутниковым изображением или гибридным изображением (комбинация из картины карты и аэрофотоснимка) (смотри Рис.3). Дополнительно можно масштабировать соответственно в рамках находящегося в распоряжении для соответствующего региона картографического материала (смотри Рис.4). Часто есть возможность рассматривать вплоть до улицы, дома.

Для использования нового программного обеспечения нужно программировать Processorchip "U1" версией SW "TB2" (смотри также ниже: КОПИЯ).

Типичные SMS-Messages электронному адресату выглядят, например, следующим образом:
(здесь с данными узла франкфуртского креста) <электронный адрес> <Space> http://maps.google.com/maps? q=50.05286,8.60415 (крест FFM) &t=k&iwloc=A

Пример 1: Сообщение к вызову GOOGLE-Maps в формате аэрофотоснимка (переключатель JP4 = "открыто")
<Электронный адрес> <Space> http://maps.google.com/maps? q=50.05286,8.60415 (крест FFM) &iwloc=A

Пример 2: Сообщение к вызову GOOGLE-Maps в формате карт (переключатель JP4 = закрыто)

Функция GOOGLE-Maps может использоваться по требованию также без специальных аппаратных средств или программного обеспечения. Для этого только вышеуказанные (и при необходимости с другими широтой и долготой модифицировать) строки HTTP в адресное окно браузера набрать и нажать <ENTER>. Альтернативно для этого можно выделять также показанную текстовую строку и копировать посредством DRAG-и DROP в адресное окно.

В пределах строки HTTP мы находим после символа "q =" данные долготы и широты. При использовании TRACKBOX2 будут здесь использованны данные навигации приемника GPS модуля: GPS GM862. "Крест FFM" - это пример появляющегося наряду с позиционным признаком текста маркера.. Команда "t=k" в первом примере вызывает непосредственный вызов спутникового изображения. Если пропустить эту команду (как в примере 2), то происходит вызов карт.
Abb.5 ПО-НОВОМУ: Делитель напряжения у серийного входа данных модема


Рис.5 ПО-НОВОМУ: Делитель напряжения у серийного входа данных модема

Рис.6 ПО-НОВОМУ: Делитель напряжения у серийного входа модема

Как очевидено из рис.5 и рис.6, состоит TRACKBOX2 в ядре из модуля GSM/GPS GPS GM862 включая базовую плату и отдельную плату управления. Для этого слегка улучшенная версия уже описанной на другой странице платы Tiny-Trackbox использовалась. Уже определенная касающаяся модуля GSM проблематика адаптации была у меня применением из США от http://vrtp.ru/index.php? act=categories&CODE=article&article=2098fertig (смотри рис.7). Для той же самой платы альтернативен еще (не протестированный) французский источник получения http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...le&article=2098

Рис.7 GM862-плата-переходник от фирмы SparkFun Рис.8 Проводка платы*
* Версия GPS модуля модема GM862 еще не существовала во время развития этих плат. Таким образом документирование серийных входов и выходов части GPS в рис.8 не могло находить еще применеия. Исходящие из модема данные NMEA прилегают в JP1 Pin18, в то время как необходимая в случае необходимости конфигурация параметров GPS может происходить через JP1 Pin21. Работают при этом со стандартной нормой данных NMEA 4800bps.

Межблочное соединение показаны на Рис.5. К активации модема необходимый пульс запуска находится в распоряжении в штырьке "H".
Модуль GPS GM862 оснащен наряду с его контактной панелькой, еще 2 миниатюрными гнездами MMCX. Они служат для порта антенны GSM и GPS. На рынке имеются для этого подходящие типы В то время как антенна GSM, как правило, только пассивно работает, для приема GPS преимущественно используются активные антенны (со встроенным в корпусе антенн предварительным усилителем). При этом нужно обращать внимание на то, чтобы она смогла работать при использованном для модуля GSM диапазоне напряжения (имеются, например, антенны, которые специфицированы только для напряжения от 3.0-3.6V. Так как при заряженном аккумуляторе приложено, однако, до 4.2 В к антенне
Могут быть проблемы). Поэтому лучшей является антенна, которая может работать во всем диапазоне напряжения от 3.0-5.0V (например, AT-65 NAVILOCK со штекером MMCX).


Рис.9 NAVILOCK AT-65

Обширные сведения о модулях модема TELIT-GSM/GPS "GPS GM862" есть на страницах фирмы "RoundSolutions" ( http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CO...le&article=2098 ) herunterladen.
ВАЖНО! *** ОБНОВЛЕНО в мае 2007 *** ВАЖНО!:
Внимательный читатель моей страницы указал мне с полным основанием на то, что прежние межблочные соединения модема и TRACKBOX-платы может вести к перегрузке серийного входа данных JP2, пина 16. Согласно руководству модема здесь только уровни с максимально. 2.7в допустимо. Хотя еще никакие проблемы до сих пор на этом месте не распространились мне, однако целесообразно не превосходить допустимую верхнюю планку напряжения. Простой делитель напряжения может оказать помощь между серийным выходом Trackbox и входом модема (смотри переделанную версию рис. 5 и 6. Так как его точное определение зависит от фактического напряжения питания TRACKBOX, значение сопротивления считать ориентировочными.
Энергоснабжение

Для модуля GSM GPS GM862 область рабочего напряжения от 3.4-4.2V указана. После того, как также расположенные на Tiny-Trackbox-плате комплектующие изделия могут работать в этой области, напрашивается питание всех от мобильного аккумулятора 3.7V, причем их мощность может быть, как правило, в области от, например, 800-1600mAh. Далее идет описание вариантов питания и зарядки аккумуляторов.


Рис.10 Базирующийся на модуле MAX1555 Li-Pol-зарядник от фирмы SparkFun

Кто хочет питать Tracker от например 12V-источника (батарея транспортного средства), тот должен обращать внимание, что потребление GPS GM862 может лежать кратковременно при токе до 2A. При выборе подходящего регулятора напряжения это нужно учитывать. Хотя занимались уже в его пограничной области, 1.5A-тип LM117 Однако, на более уверенно, например, с 3A-типом LT1528 LinearTechnologies (смотри рис.11)


Рис.11 Для вых. напряжения 4 в R1 = 68Ohm

Перейти к части № 2